秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落区系的影响

多年连续秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落影响很大,免耕可提高０－１０ｃｍ土层土壤细菌总数、放线菌数、棒状细菌数和贫营养细菌数量,特别是免耕土壤能使芽孢杆菌数量增多几倍。     

秸秆覆盖免耕土壤细菌和真菌生物量与活性的研究

土壤微生物生物量在土壤生态系统中具有非常重要的作用。大量的试验研究表明 ,土壤微生物生物量是植物营养元素的一个重要的源与库 ,生物量对土壤养分的调控作用 ,已经成为土壤培肥、耕作制度改革和作物栽培实践中的重要理论依据之一。自从Jenkinson提出了测定土壤微生物量的原理和概念以来 ,Jenkinson和 Powlson提出了测定微生物生物量的方法[16] ,Van De Werf和 Verstraete提出了土壤微生物生物量可以分为全微生物量和活动微生物量[10 ] ,Anderson和 Domsch提出了生物量与生物活性中细菌与真菌的比例为 2 2 /78% [8]。虽然生物量的研…     

免耕条件下秸秆覆盖对旱地小麦田土壤团聚体的影响

设2个秸秆覆盖时期(全程覆盖、生育期覆盖)和3个覆盖量(3000、6000和9000kg·hm-2),以全程不覆盖为对照,研究陕西渭北旱塬免耕条件下秸秆覆盖对小麦田土壤团聚体的影响.结果表明:在0～40 cm土层,随土层的加深,＞5 mm径级的土壤团聚体含量逐渐增加,＜5 mm径级的土壤团聚体含量逐渐减小;各覆盖处理中,＞0.25 mm径级的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的含量均显著大于对照,分别增加13.0％～26.4％和18.6％～45.6％,其中,6000 kg·hm-2秸秆覆盖处理的增幅最大;秸秆覆盖提高了土壤有机质含量,土壤有机质含量与＞0.25 mm径级的土壤水稳性团聚体含量呈显著正相关;各秸秆覆盖量处理均降低了土壤不稳定团粒指数,以6000 kg·hm-2秸秆覆盖处理的土壤不稳定团粒指数最小.表明秸秆覆盖可显著增加0 ～40 cm土层＞0.25 mm径级的土壤团聚体和有机质含量,提高土壤结构稳定性,并且以6000 kg·hm-2覆盖量的处理效果最佳,该覆盖量可以作为渭北旱塬小麦田合理的秸秆覆盖模式应用于农业生产中.     

免耕不同秸秆覆盖量对土壤可溶性氮素累积及运移的影响

通过田间原位试验,研究了连续8年免耕秸秆覆盖对土壤剖面NH_4~+-N、NO_3~--N和可溶性有机氮(EON)累积、垂直运移和淋溶损失的影响。试验设5个处理,分别为常规垄作对照(RT)、免耕无秸秆覆盖(NT-0)、免耕+33%秸秆覆盖(NT-33)、免耕+67%秸秆覆盖(NT-67)和免耕+100%秸秆覆盖(NT-100)。结果表明:免耕秸秆覆盖条件下,土壤可溶性氮素主要以NO_3~--N形态存在,其次是EON;免耕不同秸秆覆盖量对土壤NO_3~--N累积和垂直运移特性的影响不同;NT-33和NT-67处理中土壤NO_3~--N淋溶至40~80 cm土层,而NT-100处理淋溶至40~60 cm土层;与RT处理相比,NT-67和NT-100处理显著降低了0~20 cm土层NO_3~--N和EON库的容量,但增加了40~60 cm土层NO_3~--N库的容量;说明免耕秸秆覆盖增加了土壤NO_3~--N自耕层向深层的垂直运移和淋溶损失,但对EON和NH_4~+-N无显著影响。     

秸秆覆盖免耕土壤真菌群落结构与生态特征研究

不同耕作方法土壤真菌群落结构和生态特征分析表明,翻耕0－10cm土层土壤真菌群落含有29种真菌,其中以Chrysosporium merdarium为优势种;翻耕10－20cm土层含有17种真菌,以Sterile black A为优势种：翻耕20－30cm土层含有10种真菌,其中以Chaetomium bostrychodes为优势种,铁茬0－10cm含16种真菌,其中Sterile black A是优势种;铁茬10－20cm土层含有26种真菌,优势种为Sterile black A;铁茬20－30cm含有14种真菌,其中Chaetomium bostrychodes为优势种,免耕0－10cm土层由23种真菌构成,Trichoderma viride和T.koningii为优势种,免耕10－20cm土层由14个种类构成,Talaromyces trachyspermus为优势种,免耕20－30cm土壤由9种真菌组成,其中Talaromyces trachypermus为优势种,免耕土壤真菌群落的多样性和均匀度指数均较高,主成分分析表明,土壤耕作形成了特征性的真菌区系。     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

冬小麦免耕覆盖与生物有机肥施用对土壤细菌群落的影响

为揭示保护性耕作措施对土壤细菌群落结构及多样性的影响规律,选取免耕覆盖＋施生物有机肥（NF）、免耕覆盖＋不施生物有机肥（NC）、传统耕作不覆盖＋施生物有机肥（TF）和传统耕作不覆盖＋不施生物有机肥（TC）4个处理,以农田土壤生态系统为研究对象,利用16S rDNA基因Illumina MiSeq高通量测序技术,研究了冬小麦免耕覆盖与生物有机肥施用对土壤细菌群落结构及多样性的影响。结果表明：1）与TC处理相比,NF处理显著降低了土壤pH （P=0.03^*）,增加了土壤全氮（P=0.002^**）、总碳含量（P=0.0001^**,P=0.007^**）,影响了土壤碳/氮比分配（P=0.003^**）。2）从16个土壤样本中共获得细菌27门、86纲、125目、213科和315属,其中放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门,其相对丰度约占总丰度的82.40%。3）与传统耕作施生物有机肥处理相比,免耕覆盖施生物有机肥增加了土壤细菌的多样性指数（Simpson指数和Shannon指数）,降低了ACE丰富度指数。4）NMDS及多元分析结果表明：土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数均与土壤pH、速效磷和土壤碳/氮比成正相关,与土壤微生物生物量碳（SMBC）和土壤总碳成负相关;其中,土壤pH和SMBC分别是影响酸杆菌门和放线菌门的主要驱动因子。施生物有机肥和耕作措施两种因素均对土壤细菌群落结构组成产生了影响,但以施用生物有机肥对土壤细菌群落多样性的影响较明显;此外,施用生物有机肥在传统耕作和免耕覆盖两种情况下均增加了冬小麦产量,但以传统耕作施生物有机肥处理最明显。因此,传统耕作配施生物有机肥是宁夏南部山区改善土壤理化性质、增加土壤细菌群落丰富度和多样性的重要途径。     

旱地玉米免耕整秸秆覆盖栽培的根际固氮生态效应

旱地玉米免耕整秸秆覆盖栽培的根际固氮生态效应史清亮,马玉珍,丁玉川（山西省农科院土壤肥料研究所,太原０３００３１）Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｉｃｎ－ｆｉｘａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＷｈｏｌｅＳｔａｌｋＭｕｌｃｈｉｎｇｏｎａＮｏｎ－ＴｉｌｌａｇｅｄＣｏｒｎＦ...     

不同年限免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

为探明渭北旱塬免耕秸秆覆盖对春玉米田土壤活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CMI)和作物产量的影响,进而明确该区免耕覆盖的适宜年限,于2001-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了不同年限处理:1年(S1)、3年(S3)、5年(S5)、8年(S8)和10年(S10)的免耕秸秆覆盖定位试验,以常规耕作(CK)和10年免耕不覆盖(CK)为对照.结果表明:与CK相比,S1、S3、S5、S8和S10处理0～10 cm土层土壤有机碳(TOC)质量分数分别提高7.6％、13.5％、25.4％、48.6％和79.0％:LOC分别提高40.1％、51.5％、102.4％、78.4％和75.3％;CMI分别提高49.4％、61.2％、126.8％、85.4％和75.3％.春玉米产量、全氮、全磷和有效磷分别与LOC和CMI呈极显著相关(P＜0.01),而与TOC无显著相关性.本研究表明,LOC和CMI较TOC更能快速准确地反映不同年限免耕覆盖对土壤碳库和玉米产量的影响,可以作为渭北旱塬免耕秸秆覆盖生态效应的评价指标,且该区覆盖年限以5～8年为宜.     

免耕覆盖对不同质地土壤水分与作物产量的影响

采用空间位移法,将河北省吴桥县3种质地(砂土、砂质壤土、砂质粘壤土)的原状土转移到同一地点,研究了华北平原免耕覆盖下3种质地土壤的水分特征与作物产量。试验于2010—2013年开展,地点设在河北省吴桥县中国农业大学吴桥实验站。结果表明:相对传统翻耕,免耕覆盖可以增加土壤体积含水量,且在砂质壤土上的保水效果比其他2种土质更明显;砂质粘壤土免耕覆盖处理0~20 cm土层土壤体积含水量较传统翻耕处理低,不同于其他2种土壤;根据试验前2年结果,免耕覆盖并未显著提高作物的水分利用效率,小麦季趋势较为一致,砂土、砂质壤土和砂质粘壤土免耕覆盖的WUE比翻耕分别低13.95%、9.76%和8.61%;玉米季不同土质的趋势有差异,其中砂土免耕覆盖处理的WUE比翻耕低6.45%,而砂质粘壤土免耕覆盖处理的WUE比翻耕高4.89%,但差异均不显著;3种土质下,免耕覆盖相对传统翻耕没有表现出增产优势,小麦产量比传统翻耕分别降低7.09%、4.26%和0.39%,玉米产量分别减少9.81%、4.11%和10.19%。本试验条件下,免耕覆盖措施在3种土质均具有较好的保水效果,但短期内没有表现出增产趋势。     

农田秸秆覆盖对冬小麦水氮效应的影响

通过田间试验研究了杨凌红油土农田秸秆覆盖条件下冬小麦的水氮效应.结果表明,秸秆覆盖使土壤水分状况明显改善,从而使补充灌水的效果相应减小,氮肥的作用更加突出;无覆盖条件下,水氮交互效应均为负值,而秸秆覆盖时水氮有正的交互作用.旱地秸秆覆盖条件下更应重视养分的投入.无秸秆覆盖条件下小麦取得高产的基础是良好的土壤底墒和充足的氮肥.秸秆覆盖使小麦达到最高产量所需要的灌水量降低,灌水时期后延.不论有无秸秆覆盖,拔节期灌水对冬小麦籽粒产量没有显著影响.     

施用保水剂和稻草覆盖对作物和土壤的效应

在江苏淮北东海县季节性干旱严重的岭沙土上,开展了施用保水剂和稻草覆盖对保持土壤水分和作物产量的效应的比较试验,保水剂和稻草的用量各分4级,分别为1,2,3,6g.kg^-1土和1500,3000,4500,6000kg/hm^-2,结果表明,两者均可促进小麦生长,提高当季及后茬作物产量,覆盖稻草和施用保水剂分别比对照增产小麦12．5％和10％,其作用机制在于两者均能减少土壤水分蒸发,提高土壤持水能力,增加有效水供应,并对土壤容重,温度及养分状况有一定的改善作用。     

Effects of nitrogen addition on the abundance and composition of soil ammonia oxidizers in Inner Mongolia Grassland

Nitrogen accumulation in soil is increasing in Inner Mongolia which is resulted mainly from fertilization accompanied by conversion of large area of grasslands to croplands. Ammonia-oxidation is the key step of nitrification which is driven by ammonia-oxidizing microorganisms, and study on the response of ammonia-oxidizing microorganisms is necessary for understanding the effects of nitrogen fertilization on ecosystem functions. In this study, the abundance and community structure of soil ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and ammonia-oxidizing archaea (AOA) under long-term N addition of different rates (0, 1.75, 5.25, 10.5, 17.5, and 28 g N m^?2 yr^?1) in a typical steppe of the Inner Mongolia Grassland were investigated using quantitative real-time PCR, cloning and sequencing based on amoA gene. In addition, soil potential ammonia oxidation rate was analyzed. Our results demonstrated that, with the increase of nitrogen addition rate, soil pH declined gradually from 6.6 to 4.9, and potential ammonia oxidation rate also declined which was positively correlated with soil pH (P < 0.01), while the copy number of bacterial amoA gene increased and positively (P < 0.01) correlated with ammonia concentration in soil. The archaeal amoA gene copy number did not change a lot with N nitrogen addition rate below 10.5 g N/m², but significantly decreased with addition of 17.5 and 28 g N m^?2 yr^?1. Sequencing of clone libraries of treatments revealed that in the treatment without N addition, AOB was dominated by Cluster 3a1 of Nitrosospira with a proportion of 87%, while in the treatment with N addition of 28 g N m^?2 yr^?1, proportion of Cluster 2 increased significantly to 41%. All archaeal amoA sequences were affiliated with the soil/sediment clade, and no significant variation of community structure was found between the treatments without N addition and with 28 g N m^?2 yr^?1 addition rate. In conclusion, this study demonstrated significant effects of nitrogen addition on potential ammonia oxidation rate and compositions of ammonia-oxidation microorganisms, which may have important implications for evaluating the impacts of N accumulation on ecosystem functioning. Further, the effects of pH and ammonia concentration on the ammonia oxidation rate and compositions of ammonia-oxidation microorganisms were discussed.     

Effects of nitrogen addition on the abundance and composition of soil ammonia oxidizers in Inner Mongolia Grassland

Nitrogen accumulation in soil is increasing in Inner Mongolia which is resulted mainly from fertilization accompanied by conversion of large area of grasslands to croplands. Ammonia-oxidation is the key step of nitrification which is driven by ammonia-oxidizing microorganisms, and study on the response of ammonia-oxidizing microorganisms is necessary for understanding the effects of nitrogen fertilization on ecosystem functions. In this study, the abundance and community structure of soil ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and ammonia-oxidizing archaea (AOA) under long-term N addition of different rates (0, 1.75, 5.25, 10.5, 17.5, and 28 g N m^?2 yr^?1) in a typical steppe of the Inner Mongolia Grassland were investigated using quantitative real-time PCR, cloning and sequencing based on amoA gene. In addition, soil potential ammonia oxidation rate was analyzed. Our results demonstrated that, with the increase of nitrogen addition rate, soil pH declined gradually from 6.6 to 4.9, and potential ammonia oxidation rate also declined which was positively correlated with soil pH (P < 0.01), while the copy number of bacterial amoA gene increased and positively (P < 0.01) correlated with ammonia concentration in soil. The archaeal amoA gene copy number did not change a lot with N nitrogen addition rate below 10.5 g N/m², but significantly decreased with addition of 17.5 and 28 g N m^?2 yr^?1. Sequencing of clone libraries of treatments revealed that in the treatment without N addition, AOB was dominated by Cluster 3a1 of Nitrosospira with a proportion of 87%, while in the treatment with N addition of 28 g N m^?2 yr^?1, proportion of Cluster 2 increased significantly to 41%. All archaeal amoA sequences were affiliated with the soil/sediment clade, and no significant variation of community structure was found between the treatments without N addition and with 28 g N m^?2 yr^?1 addition rate. In conclusion, this study demonstrated significant effects of nitrogen addition on potential ammonia oxidation rate and compositions of ammonia-oxidation microorganisms, which may have important implications for evaluating the impacts of N accumulation on ecosystem functioning. Further, the effects of pH and ammonia concentration on the ammonia oxidation rate and compositions of ammonia-oxidation microorganisms were discussed.     

秸秆在土壤内分解初期氮素矿化与固持的模拟测定

利用模拟软件Modelmaker对3种作物秸秆在土壤内分解初期氮素循环转化过程进行了模拟,取得了土壤铵态氮、硝态氮、微生物氮及其¹⁵N丰度等个变量模拟值和测定值的良好一致性.模型模拟对氮转化速率测定的结果表明,土壤微生物主要固持铵态氮,对硝态氮固持非常微弱.氮矿化主要发生于作物秸秆,腐殖质氮的矿化极其微弱.一级动力学方程对秸秆氮素矿化过程的描述优于零级动力学方程.微生物固持氮的再矿化过程落后于氮固持过程,假定再矿化不发生或认为再矿化与固持化同时进行可导致氮矿化与固持速率测定的严重误差.忽略氮硝化过程和挥发损失将导致氮矿化和固持速率的测定值偏低.净固持或净矿化的产生不仅与秸秆碳氮比有关,而且与秸秆在土壤内分解时间有关.     

免耕套种与秸秆还田对农田生态环境及小麦生长的影响

1　引　　言免耕作为低耗持续农业生产和保护性耕作的一项重要手段,越来越受到国内外学者的重视.在国外,免耕最早是20世纪30年代为防治土壤风蚀而采取的措施,60年代得到迅速发展,且随着研究的不断深入,免耕的作用逐渐扩大[10,18].我国自70年代后期开始免耕的系统研究,在免耕和秸秆覆盖对土壤理化性质、微生物区系及生态环境的影响等方面都有不少报道[2,11,16,17,23].秸秆还田在提高土壤肥力,增加作物产量等方面已被许多研究所证实[3,5～8,12,13,19～21].随着社会和生产的发展,秸秆还田的方式,方法和数量都在不断变化,尤其是部分地区禁烧秸秆…     

油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响

采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响.结果表明: 水稻移栽后0～36 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆还田处理下水稻分蘖减少1～2个,根系单株伤流量降低1.0～8.6 mg,根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT) 活性分别降低0.10～6.11、0.06～0.31和0.52～0.84 μmol·g^-1·h^-1. 水稻移栽后56 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆翻埋还田处理下水稻根系单株伤流量增加3.4～11.7 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.34～0.78、0.13～0.45和0.18～0.20 μmol·g^-1·h^-1;油菜秸秆覆盖还田处理下水稻根系单株伤流量降低19～25 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.16～0.34、0.08～0.21和0.06～0.32 μmol·g^-1·h^-1.油菜秸秆还田处理中,全量还田处理下的水稻产量最高,其中,与全量覆盖还田相比,全量翻埋还田处理下的水稻产量增加0.13～0.48 t·hm^-2.可见,油菜秸秆还田会导致水稻生长前期根系活力下降、氮代谢酶活性降低,从而使水稻根系生长缓慢、返青延迟,但在中后期,随着根系活力和氮代谢酶活性的增强,秸秆还田会促进水稻根系生长;油菜秸秆还田对水稻产量的影响是多因素综合作用的结果,全量翻埋还田更适宜于四川油稻两熟轮作系统.     

油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响

采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田对水稻根系、分蘖和产量的影响.结果表明: 水稻移栽后0～36 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆还田处理下水稻分蘖减少1～2个,根系单株伤流量降低1.0～8.6 mg,根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT) 活性分别降低0.10～6.11、0.06～0.31和0.52～0.84 μmol·g^-1·h^-1. 水稻移栽后56 d,与秸秆不还田处理相比,油菜秸秆翻埋还田处理下水稻根系单株伤流量增加3.4～11.7 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.34～0.78、0.13～0.45和0.18～0.20 μmol·g^-1·h^-1;油菜秸秆覆盖还田处理下水稻根系单株伤流量降低19～25 mg,根系GS、GPT和GOT活性分别增加0.16～0.34、0.08～0.21和0.06～0.32 μmol·g^-1·h^-1.油菜秸秆还田处理中,全量还田处理下的水稻产量最高,其中,与全量覆盖还田相比,全量翻埋还田处理下的水稻产量增加0.13～0.48 t·hm^-2.可见,油菜秸秆还田会导致水稻生长前期根系活力下降、氮代谢酶活性降低,从而使水稻根系生长缓慢、返青延迟,但在中后期,随着根系活力和氮代谢酶活性的增强,秸秆还田会促进水稻根系生长;油菜秸秆还田对水稻产量的影响是多因素综合作用的结果,全量翻埋还田更适宜于四川油稻两熟轮作系统.     

Bt玉米秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响

通过室内实验,研究了Bt玉米34B24和同源常规品种34B23、Bt玉米农大61和常规品种农大3138秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响.结果表明,与34B23处理相比,34B24处理的土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性在观测期没有显著差异;7d时土壤脱氢酶活性显著提高,1、4、60和7d土壤蔗糖酶活性显著提高;30d时土壤脲酶活性显著提高,4d和7d时则土壤脲酶活性显著降低.2个Bt玉米处理和2个常规玉米处理的土壤酶活性也在某些时间有显著差异.秸秆分解90d后,34B24处理比34B23处理.显著降低了土壤速效磷和速效钾含量.以上差异与不同秸秆的化学构成有关,Bt基因的转化过程可能会影响受体作物秸秆的化学成分.应建立不同土壤类型土壤酶活性的标准分级体系,以便科学评价Bt玉米秸秆分解对土壤质量的影响.     

免耕对农牧交错带农田休闲期土壤风蚀及其相关土壤理化性状的影响

以北方农牧交错带为研究对象,分析了免耕对农田土壤风蚀的影响,评价了不同耕作方式下与土壤风蚀相关的土壤物理、化学和生物学特性的差异。研究结果表明:翻耕农田土壤风蚀量是免耕地的3~8倍,翻耕地和免耕地的地表粗糙度分别为0.032和0.417;与翻耕地相比,免耕地表层0~10cm土壤粘粒和粉粒含量较多;免耕地土层0~5cm和5~10cm的土壤容重、坚实度和土壤水分都大于翻耕地,其中0~5cm、5~10cm和10~20cm土层土壤坚实度分别是翻耕地的4.7、2.8倍和3.8倍。经过3年的免耕,0~5cm土层土壤全氮、有机质、有效磷和有效钾含量均高于翻耕土壤,有效钾含量比翻耕地增加了77%。所有测定土层的土壤有机质含量免耕地均高于翻耕地,在0~5cm和5~10cm土层达到5%显著水平。免耕地表层0~10cm土壤微生物量碳是翻耕地的2.1倍。